JP2021062432A - Maintenance management device of gas spring, robot system, and maintenance managing method of gas spring - Google Patents

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Abstract

To provide a maintenance management device that manages the maintenance of a gas spring capable of determining suitable maintenance, on the basis of the decreasing amount of gas pressure of the gas spring provided at an arm of a multi-joint robot.SOLUTION: A maintenance management device 1 that manages the maintenance of a gas spring provided at an arm of a multi-joint robot, includes a gas pressure measuring portion 11 that periodically measures gas pressure in the inside of the gas spring, a maintenance determining portion 12 that determines the presence/absence of abnormality of the gas spring on the basis of the lowering amount of gas pressure per unit time or per unit operation distance, and a notifying portion 13 that notifies a worker based on a determination result by the maintenance determining portion 12.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、ガススプリングのメンテナンス管理装置、ロボットシステムおよびガススプリングのメンテナンス管理方法に関するものである。 The present invention relates to a gas spring maintenance management device, a robot system, and a gas spring maintenance management method.

従来、ガスバランサとしてガススプリングを備えたロボットが知られている（例えば、特許文献１，２参照。）。水平な軸線回りに回転するロボットアームの駆動用のサーボモータには、ロボットアームに作用する重力による負荷が作用する。ガスバランサは、重力によるサーボモータの負荷を軽減するために設けられる。ガススプリングは、ガスを封入するシリンダと、シリンダ内のガスを圧縮するピストンロッドとを有し、ガスの圧縮によって反発力を発生させる。シリンダに対するピストンロッドの動作に伴い、シリンダの内部のガス圧は徐々に低下する。 Conventionally, a robot provided with a gas spring is known as a gas balancer (see, for example, Patent Documents 1 and 2). A load due to gravity acting on the robot arm acts on the servomotor for driving the robot arm that rotates around the horizontal axis. The gas balancer is provided to reduce the load on the servomotor due to gravity. The gas spring has a cylinder for filling the gas and a piston rod for compressing the gas in the cylinder, and generates a repulsive force by compressing the gas. As the piston rod moves with respect to the cylinder, the gas pressure inside the cylinder gradually decreases.

ガス圧の低下を検知するための様々な方法が提案されている（例えば、特許文献１〜４参照。）。例えば、特許文献２では、サーボモータの電流値と基準電流値との差分に基づいて、シリンダ内のガス圧の減少量を推定している。 Various methods for detecting a decrease in gas pressure have been proposed (see, for example, Patent Documents 1 to 4). For example, in Patent Document 2, the amount of decrease in gas pressure in the cylinder is estimated based on the difference between the current value of the servomotor and the reference current value.

特開２０１７−１５９４０２号公報JP-A-2017-159402 特開２０１４−１９５８４９号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2014-195849 特開２００７−０９８４９４号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2007-098494 特開平０８−３１３３２２号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 08-313322

前述のように、一般的に、正常なガススプリングにおいても、ガス圧は徐々に低下する。したがって、ガススプリングは、通常のメンテナンスとして、シリンダ内へのガスの定期的な充填を必要とする。一方、ガススプリングの異常によってガス圧が低下することがある。この場合、シリンダ内へガスの充填ではなく、ガススプリングの交換が必要である。このように、ガススプリングの状態に応じて適切なメンテナンスは異なるが、ガス圧の減少量に基づいて適切なメンテナンスを判断することは難しい。 As mentioned above, in general, even in a normal gas spring, the gas pressure gradually decreases. Therefore, the gas spring requires regular filling of the cylinder with gas for normal maintenance. On the other hand, the gas pressure may drop due to an abnormality in the gas spring. In this case, it is necessary to replace the gas spring instead of filling the cylinder with gas. As described above, appropriate maintenance differs depending on the state of the gas spring, but it is difficult to determine appropriate maintenance based on the amount of decrease in gas pressure.

本開示の一態様は、多関節ロボットのアームに設けられたガススプリングのメンテナンスを管理するメンテナンス管理装置であって、前記ガススプリングの内部のガス圧を定期的に測定するガス圧測定部と、単位時間当たりまたは単位稼働距離当たりの前記ガス圧の低下量に基づいて、前記ガススプリングの異常の有無を判断するメンテナンス判断部と、該メンテナンス判断部による判断結果に基づく通知を作業者に行う通知部と、を備えるメンテナンス管理装置である。 One aspect of the present disclosure is a maintenance management device that manages maintenance of a gas spring provided on an arm of an articulated robot, and includes a gas pressure measuring unit that periodically measures the gas pressure inside the gas spring. A maintenance judgment unit that determines the presence or absence of an abnormality in the gas spring based on the amount of decrease in the gas pressure per unit time or unit operating distance, and a notification that notifies the operator based on the judgment result by the maintenance judgment unit. It is a maintenance management device including a unit.

一実施形態に係るロボットシステムの全体構成図である。It is an overall block diagram of the robot system which concerns on one Embodiment. ガススプリングによるトルクＴｇとサーボモータによるトルクＴｓとの関係を説明するグラフである。It is a graph explaining the relationship between the torque Tg by a gas spring and the torque Ts by a servomotor. 一実施形態に係るメンテナンス管理装置の構成図である。It is a block diagram of the maintenance management apparatus which concerns on one Embodiment. （ａ）ガススプリングの稼働距離に対するガス圧の変化を示すグラフと、（ｂ）（ａ）の領域Ｅを拡大したグラフである。(A) is a graph showing a change in gas pressure with respect to an operating distance of a gas spring, and (b) is an enlarged graph of region E in (a). ガススプリングの一構成例を示す断面図である。It is sectional drawing which shows one structural example of a gas spring. ガススプリングのメンテナンス管理方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the maintenance management method of a gas spring.

本開示の一実施形態に係るガススプリングのメンテナンス管理装置１およびロボットシステム１０について図面を参照して説明する。
図１に示されるように、ロボットシステム１０は、多関節ロボット２と、多関節ロボット２に設けられたガススプリング３のメンテナンスを管理するメンテナンス管理装置１とを備える。
多関節ロボット２は、少なくとも１つのアームを有するロボット機構部４と、少なくとも１つのアームに連結されたガススプリング３と、ロボット機構部４を制御する制御装置５とを備える。メンテナンス管理装置１は、制御装置５に設けられている。 The gas spring maintenance management device 1 and the robot system 10 according to the embodiment of the present disclosure will be described with reference to the drawings.
As shown in FIG. 1, the robot system 10 includes an articulated robot 2 and a maintenance management device 1 that manages maintenance of a gas spring 3 provided in the articulated robot 2.
The articulated robot 2 includes a robot mechanism unit 4 having at least one arm, a gas spring 3 connected to at least one arm, and a control device 5 for controlling the robot mechanism unit 4. The maintenance management device 1 is provided in the control device 5.

ロボット機構部４の一例は、ベース４ａと、ベース４ａに旋回可能に設けられた旋回部４ｂと、旋回部４ｂに回転可能に設けられた下部アーム４ｃと、下部アーム４ｃに回転可能に設けられた上部アーム４ｄと、上部アーム４ｄの先端に設けられた手首部４ｅとを有する垂直多関節ロボットである。本実施形態において、ロボット機構部４は溶接ロボットであり、手首部４ｅに溶接ツール４ｆが取り付けられている。 An example of the robot mechanism unit 4 is a base 4a, a swivel portion 4b rotatably provided on the base 4a, a lower arm 4c rotatably provided on the swivel portion 4b, and a rotatably provided lower arm 4c. It is a vertical articulated robot having an upper arm 4d and a wrist portion 4e provided at the tip of the upper arm 4d. In the present embodiment, the robot mechanism portion 4 is a welding robot, and the welding tool 4f is attached to the wrist portion 4e.

ロボット機構部４には、旋回部４ｂおよびアーム４ｃ，４ｄを駆動するためのサーボモータが設けられている。制御装置５は、給電ケーブル７によってロボット機構部４と接続され、各サーボモータの動作を制御する。
水平な軸線回りに回転する下部アーム４ｃ用のサーボモータ６には、下部アーム４ｃに作用する重力による負荷が加わる。ガススプリング３は、重力によるサーボモータ６の負荷を軽減するガスバランサとして使用される。 The robot mechanism unit 4 is provided with a servomotor for driving the swivel unit 4b and the arms 4c and 4d. The control device 5 is connected to the robot mechanism unit 4 by a power supply cable 7 and controls the operation of each servomotor.
A load due to gravity acting on the lower arm 4c is applied to the servomotor 6 for the lower arm 4c that rotates around the horizontal axis. The gas spring 3 is used as a gas balancer that reduces the load on the servomotor 6 due to gravity.

ガススプリング３は、図１および図５に示されるように、シリンダ３ａと、ピストンロッド３ｂとを有する。シリンダ３ａの内部には、不活性かつ圧縮性のガスが封入されている。ピストンロッド３ｂは、シリンダ３ａ内を摺動可能であり、シリンダ３ａの内部のガスを圧縮する。シリンダ３ａは、下部アーム４ｃに回転可能に取付けられ、ピストンロッド３ｂは、旋回部４ｂに回転可能に取付けられている。下部アーム４ｃの回転に伴ってシリンダ３ａ内へのピストンロッド３ｂの挿入量が変化し、シリンダ３ａ内へのピストンロッド３ｂの挿入量が増加するにつれて、シリンダ３ａの内部のガス圧が増加する。 The gas spring 3 has a cylinder 3a and a piston rod 3b, as shown in FIGS. 1 and 5. An inert and compressible gas is sealed inside the cylinder 3a. The piston rod 3b is slidable in the cylinder 3a and compresses the gas inside the cylinder 3a. The cylinder 3a is rotatably attached to the lower arm 4c, and the piston rod 3b is rotatably attached to the swivel portion 4b. The amount of the piston rod 3b inserted into the cylinder 3a changes with the rotation of the lower arm 4c, and as the amount of the piston rod 3b inserted into the cylinder 3a increases, the gas pressure inside the cylinder 3a increases.

図２は、下部アーム４ｃの変位および速度を所定の条件で制御する場合において必要なトルクを説明している。グラフ（Ａ）は、適正な量のガスがガススプリング３に充填された状態、グラフ（Ｂ）は、ガススプリング３のガスが漏出してガス圧が低下した状態を示している。ガススプリング３はガスバランサとして使用されるので、下部アーム４ｃの駆動に必要なトルクＴｒは、サーボモータ６によるトルクＴｓおよびガススプリング３によるトルクＴｇの合計となる。ガススプリング３のガス圧が高い程、トルクＴｇは大きくなる。（Ｂ）では、ガスの漏出によってガススプリング３のトルクＴｇがΔＴｓだけ低下するので、所定のトルクＴｒを得るためには、サーボモータ６のトルクＴｓをΔＴｓだけ大きくする必要がある。 FIG. 2 illustrates the torque required when controlling the displacement and speed of the lower arm 4c under predetermined conditions. The graph (A) shows a state in which an appropriate amount of gas is filled in the gas spring 3, and the graph (B) shows a state in which the gas in the gas spring 3 leaks and the gas pressure drops. Since the gas spring 3 is used as a gas balancer, the torque Tr required to drive the lower arm 4c is the sum of the torque Ts by the servomotor 6 and the torque Tg by the gas spring 3. The higher the gas pressure of the gas spring 3, the larger the torque Tg. In (B), since the torque Tg of the gas spring 3 decreases by ΔTs due to gas leakage, it is necessary to increase the torque Ts of the servomotor 6 by ΔTs in order to obtain a predetermined torque Tr.

図３に示されるように、メンテナンス管理装置１は、ガススプリング３の内部のガス圧を定期的に測定するガス圧測定部１１と、単位時間当たりまたは単位稼働距離当たりのガス圧の低下量に基づいて、ガススプリング３の異常の有無を判断するメンテナンス判断部１２と、メンテナンス判断部１２による判断結果に基づく通知を作業者に行う通知部１３と、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびその他の任意の記憶装置を有する記憶部１４とを備える。メンテナンス管理装置１はプロセッサを有し、ガス圧測定部１１、メンテナンス判断部１２および通知部１３の後述の処理は、プロセッサによって実行される。 As shown in FIG. 3, the maintenance management device 1 has a gas pressure measuring unit 11 that periodically measures the gas pressure inside the gas spring 3, and the amount of decrease in the gas pressure per unit time or unit operating distance. Based on this, a maintenance determination unit 12 that determines whether or not there is an abnormality in the gas spring 3, a notification unit 13 that notifies the operator based on the determination result by the maintenance determination unit 12, a RAM, a ROM, and any other storage device. It is provided with a storage unit 14 having a storage unit 14. The maintenance management device 1 has a processor, and the processes described later in the gas pressure measuring unit 11, the maintenance determination unit 12, and the notification unit 13 are executed by the processor.

前述したように、サーボモータ６のトルクＴｓとガススプリング３の内部のガス圧との間には、相関関係がある。ガス圧測定部１１は、サーボモータ６を制御する制御装置５内の制御部からサーボモータ６の電流値を取得する。次に、ガス圧測定部１１は、サーボモータ６の電流値とガス圧との間の所定の関係に基づいてサーボモータ６の電流値をガス圧に換算することによって、電流値からガス圧を間接的に測定する。測定されたガス圧の値は、記憶部１４に時系列に記憶される。 As described above, there is a correlation between the torque Ts of the servomotor 6 and the gas pressure inside the gas spring 3. The gas pressure measuring unit 11 acquires the current value of the servomotor 6 from the control unit in the control device 5 that controls the servomotor 6. Next, the gas pressure measuring unit 11 converts the current value of the servomotor 6 into a gas pressure based on a predetermined relationship between the current value of the servomotor 6 and the gas pressure, thereby converting the gas pressure from the current value. Measure indirectly. The measured gas pressure values are stored in the storage unit 14 in time series.

図４（ａ）は、ガス圧の経時的な変化の一例を示している。図４（ａ）のグラフにおいて、左半分（ガス充填前）は、ガススプリング３が正常であるときの通常のガス圧の低下を示し、右半分（ガス充填後）は、ガススプリング３にシール性能の異常が生じているときのガス圧の低下を示している。通常の状態においても、ガススプリング３内のガスは使用に伴って漏れるので、ガス圧は、ガススプリング３の稼働距離が増加するにつれて、初期値Ｐｉから徐々に低下する。 FIG. 4A shows an example of a change in gas pressure over time. In the graph of FIG. 4A, the left half (before gas filling) shows a normal decrease in gas pressure when the gas spring 3 is normal, and the right half (after gas filling) is sealed to the gas spring 3. It shows a decrease in gas pressure when a performance abnormality occurs. Even in a normal state, the gas in the gas spring 3 leaks with use, so that the gas pressure gradually decreases from the initial value Pi as the operating distance of the gas spring 3 increases.

ガス圧は、ロボット機構部４の位置および姿勢に応じて変化する。したがって、ガス圧測定部１１は、ロボット機構部４が所定の位置および所定の姿勢に配置されている状態でガス圧を測定することが好ましい。例えば、ガス圧測定部１１がガス圧の測定を実行するとき、制御装置５が、ロボット機構部４を制御してロボット機構部４を所定の位置および所定の姿勢に配置させてもよい。
ガス圧の測定の頻度は、多関節ロボット２の稼働状況に応じて適宜設定される。例えば、ガス圧測定部１１は、１週間または１か月に一度、ガス圧を測定する。あるいは、ガス圧測定部１１は、稼働距離が所定の距離増える毎に、ガス圧を測定する。 The gas pressure changes according to the position and posture of the robot mechanism unit 4. Therefore, it is preferable that the gas pressure measuring unit 11 measures the gas pressure in a state where the robot mechanism unit 4 is arranged at a predetermined position and a predetermined posture. For example, when the gas pressure measuring unit 11 executes the gas pressure measurement, the control device 5 may control the robot mechanism unit 4 to arrange the robot mechanism unit 4 in a predetermined position and a predetermined posture.
The frequency of gas pressure measurement is appropriately set according to the operating status of the articulated robot 2. For example, the gas pressure measuring unit 11 measures the gas pressure once a week or once a month. Alternatively, the gas pressure measuring unit 11 measures the gas pressure every time the operating distance increases by a predetermined distance.

メンテナンス判断部１２は、ガス圧測定部１１によってガス圧が測定される度に、単位時間当たりまたは単位稼働距離当たりのガス圧の低下量である低下率ΔＰ／ΔＤを計算する。単位時間の一例は、ロボット機構部４の所定の稼働時間の長さであり、単位稼働距離の一例は、ガススプリング３の所定の稼働距離である。ガススプリング３の稼働距離は、下部アーム４ｃの総移動量から算出される。例えば、ΔＰは、今回測定されたガス圧と前回測定されたガス圧との差分であり、ΔＤは、今回測定時の稼働距離と前回測定時の稼働距離との差分である。 Each time the gas pressure is measured by the gas pressure measuring unit 11, the maintenance determination unit 12 calculates a reduction rate ΔP / ΔD, which is the amount of decrease in the gas pressure per unit time or unit operating distance. An example of the unit time is the length of the predetermined operating time of the robot mechanism unit 4, and an example of the unit operating distance is the predetermined operating distance of the gas spring 3. The operating distance of the gas spring 3 is calculated from the total amount of movement of the lower arm 4c. For example, ΔP is the difference between the gas pressure measured this time and the gas pressure measured last time, and ΔD is the difference between the operating distance at the time of this measurement and the operating distance at the time of the previous measurement.

次に、メンテナンス判断部１２は、低下率ΔＰ／ΔＤを所定の閾値Ｃと比較することによって、ガススプリング３の異常の有無を判断する。さらに、メンテナンス判断部１２は、異常の有無の判断結果に基づいて、ガススプリング３に行うべきメンテナンスを判断する。
閾値Ｃは、通常のガス漏れに因るガス圧の低下率に基づいて設定された値である。図４（ａ）の左半分に示されるように、通常のガス漏れのみによってガス圧が低下している場合、ガス圧は、稼働距離に対して略一定の低下率ΔＰ／ΔＤで低下し、低下率ΔＰ／ΔＤは閾値Ｃ以下である。一方、図４（ａ）の右半分に示されるように、ガススプリング３のシール性能に異常が生じているとき、稼働距離が増すにつれてガス圧の低下が加速し、低下率ΔＰ／ΔＤは次第に増大し、低下率ΔＰ／ΔＤが閾値Ｃよりも大きくなる。図４（ｂ）は、図４（ａ）の領域Ｅの拡大図である。 Next, the maintenance determination unit 12 determines whether or not there is an abnormality in the gas spring 3 by comparing the reduction rate ΔP / ΔD with the predetermined threshold value C. Further, the maintenance determination unit 12 determines the maintenance to be performed on the gas spring 3 based on the determination result of the presence or absence of abnormality.
The threshold value C is a value set based on the rate of decrease in gas pressure due to a normal gas leak. As shown in the left half of FIG. 4A, when the gas pressure is lowered only by a normal gas leak, the gas pressure is lowered at a substantially constant rate of decrease ΔP / ΔD with respect to the operating distance. The rate of decrease ΔP / ΔD is equal to or less than the threshold value C. On the other hand, as shown in the right half of FIG. 4A, when the sealing performance of the gas spring 3 is abnormal, the decrease in gas pressure accelerates as the operating distance increases, and the decrease rate ΔP / ΔD gradually increases. It increases and the rate of decrease ΔP / ΔD becomes larger than the threshold value C. FIG. 4B is an enlarged view of the region E of FIG. 4A.

低下率ΔＰ／ΔＤが閾値Ｃ以下である場合、メンテナンス判断部１２は、ガススプリング３に異常は無いと判断し、さらに、行うべきメンテナンスはガスの充填であると判断する。次に、メンテナンス判断部１２は、ガス圧が低下率ΔＰ／ΔＤで低下し続けたと仮定した場合にガス圧が所定の閾値Ｐｔｈまで低下するまでの残り時間を算出する。閾値Ｐｔｈは、ガススプリング３がガスバランサとして必要なトルクＴｇを出力することがきるガス圧の下限値である。残り時間は、ガス圧が閾値Ｐｔｈまで低下するまでのガススプリング３の稼働距離またはロボット機構部４の稼働時間であってもよい。
一方、低下率ΔＰ／ΔＤが閾値Ｃよりも大きい場合、メンテナンス判断部１２は、ガススプリング３に異常が有ると判断し、さらに、行うべきメンテナンスはガススプリング３の交換であると判断する。 When the reduction rate ΔP / ΔD is equal to or less than the threshold value C, the maintenance determination unit 12 determines that there is no abnormality in the gas spring 3, and further determines that the maintenance to be performed is gas filling. Next, the maintenance determination unit 12 calculates the remaining time until the gas pressure decreases to a predetermined threshold value Pth when it is assumed that the gas pressure continues to decrease at the decrease rate ΔP / ΔD. The threshold value Pth is the lower limit value of the gas pressure at which the gas spring 3 can output the torque Tg required as the gas balancer. The remaining time may be the operating distance of the gas spring 3 or the operating time of the robot mechanism unit 4 until the gas pressure drops to the threshold value Pth.
On the other hand, when the reduction rate ΔP / ΔD is larger than the threshold value C, the maintenance determination unit 12 determines that the gas spring 3 has an abnormality, and further determines that the maintenance to be performed is the replacement of the gas spring 3.

図５は、ガススプリング３の一構成例を示している。シリンダ３ａの内部のシール性能は、ロッドシール３ｃによって主に達成される。ピストンロッド３ｂの表面の傷、または、ピストンロッド３ｂとロッドシール３ｃとの間に噛み込んだ異物等が原因で、ピストンロッド３ｂとロッドシール３ｃとの間のシール性能が低下し、それにより、ガススプリング３のシール性能に異常が発生する。 FIG. 5 shows a configuration example of the gas spring 3. The sealing performance inside the cylinder 3a is mainly achieved by the rod seal 3c. The sealing performance between the piston rod 3b and the rod seal 3c deteriorates due to scratches on the surface of the piston rod 3b or foreign matter caught between the piston rod 3b and the rod seal 3c. An abnormality occurs in the sealing performance of the gas spring 3.

例えば、外部に露出しているピストンロッド３ｂの表面に、ロボット機構部４の作業によって発生した異物、例えば溶接によって発生したスパッタが付着することがある。異物のガススプリング３の内部への侵入は、通常、ダストシール３ｄによって防止される。しかし、異物が、ダストシール３ｄを通過してピストンロッド３ｂとロッドガイド３ｅとの間に侵入し、ピストンロッド３ｂの表面に傷を付けることがある。また、ガススプリング３の部品同士の摺動によって発生した摩耗粉等の異物が、ピストンロッド３ｂとロッドシール３ｃと間に噛み込むことがある。
これらの他に、経年劣化、熱による劣化、または異物による化学的アタック等が原因でロッドシール３ｃのシール性能が低下することもある。 For example, foreign matter generated by the work of the robot mechanism unit 4, for example, spatter generated by welding may adhere to the surface of the piston rod 3b exposed to the outside. Foreign matter is usually prevented from entering the inside of the gas spring 3 by the dust seal 3d. However, foreign matter may pass through the dust seal 3d and enter between the piston rod 3b and the rod guide 3e to damage the surface of the piston rod 3b. In addition, foreign matter such as abrasion powder generated by sliding the parts of the gas spring 3 may get caught between the piston rod 3b and the rod seal 3c.
In addition to these, the sealing performance of the rod seal 3c may deteriorate due to deterioration over time, deterioration due to heat, chemical attack due to foreign matter, or the like.

図５において、符号３ｆは、シリンダ３ａ内でのピストンロッド３ｂの摺動を案内するピストンガイド、符号３ｇは、シリンダ３ａ内にガスを充填するためのチェックバルブ、符号３ｈは、潤滑オイルをそれぞれ示している。 In FIG. 5, reference numeral 3f is a piston guide for guiding the sliding of the piston rod 3b in the cylinder 3a, reference numeral 3g is a check valve for filling the cylinder 3a with gas, and reference numeral 3h is lubricating oil. Shown.

ガススプリング３に異常は無いと判断された場合、通知部１３は、残り時間に関する通知を作業者に行う。例えば、通知部１３は、制御装置５の操作パネル５ａに、残り時間内にガススプリング３にガスを充填するようにとの指示を表示させる。一方、ガススプリング３に異常が有ると判断された場合、通知部１３は、ガススプリング３の交換に関する通知を作業者に行う。例えば、通知部１３は、操作パネル５ａに、ガススプリング３を速やかに交換するようにとの指示を表示させる。通知部１３は、操作パネル５ａに代えて、制御装置５の可搬式の教示操作盤（図示略）のディスプレイに上記指示を表示させてもよい。 When it is determined that there is no abnormality in the gas spring 3, the notification unit 13 notifies the operator regarding the remaining time. For example, the notification unit 13 causes the operation panel 5a of the control device 5 to display an instruction to fill the gas spring 3 with gas within the remaining time. On the other hand, when it is determined that the gas spring 3 has an abnormality, the notification unit 13 notifies the operator regarding the replacement of the gas spring 3. For example, the notification unit 13 causes the operation panel 5a to display an instruction to promptly replace the gas spring 3. Instead of the operation panel 5a, the notification unit 13 may display the above instructions on the display of the portable teaching operation panel (not shown) of the control device 5.

次に、メンテナンス管理装置１によるガススプリング３のメンテナンス管理方法について、図６を参照して説明する。
ガス圧測定部１１によって、ガススプリング３の内部のガス圧が定期的に測定される（ステップＳ１）。ガス圧の測定に続き、メンテナンス判断部１２によって、単位時間当たりまたは単位稼働距離当たりのガス圧の低下量である低下率ΔＰ／ΔＤが算出され（ステップＳ２）、低下率ΔＰ／ΔＤに基づいて、ガススプリング３の異常の有無およびガススプリング３に行うべきメンテナンスが判断される（ステップＳ３）。 Next, the maintenance management method of the gas spring 3 by the maintenance management device 1 will be described with reference to FIG.
The gas pressure measuring unit 11 periodically measures the gas pressure inside the gas spring 3 (step S1). Following the measurement of the gas pressure, the maintenance determination unit 12 calculates the reduction rate ΔP / ΔD, which is the amount of decrease in the gas pressure per unit time or unit operating distance (step S2), and is based on the reduction rate ΔP / ΔD. , The presence or absence of abnormality in the gas spring 3 and the maintenance to be performed on the gas spring 3 are determined (step S3).

具体的には、低下率ΔＰ／ΔＤが閾値Ｃ以下である場合（ステップＳ３のＹＥＳ）、メンテナンス判断部１２によって、ガススプリング３に異常は無く、行うべきメンテナンスはガスの充填であると判断され（ステップＳ４）、ガス圧が閾値Ｐｔｈまで低下するまでの残り時間が算出される（ステップＳ５）。そして、残り時間に関する通知が、通知部１３によって作業者に行われる（ステップＳ６）。
作業者は、通知に基づき、残り時間内にチェックバルブ３ｇからシリンダ３ａ内にガスを充填し、シリンダ３ａの内部のガス圧を初期値Ｐｉまで戻す。 Specifically, when the reduction rate ΔP / ΔD is equal to or less than the threshold value C (YES in step S3), the maintenance determination unit 12 determines that there is no abnormality in the gas spring 3 and that the maintenance to be performed is gas filling. (Step S4), the remaining time until the gas pressure drops to the threshold value Pth is calculated (step S5). Then, the notification unit 13 notifies the worker about the remaining time (step S6).
Based on the notification, the operator fills the cylinder 3a with gas from the check valve 3g within the remaining time, and returns the gas pressure inside the cylinder 3a to the initial value Pi.

一方、低下率ΔＰ／ΔＤが閾値Ｃよりも大きい場合（ステップＳ３のＮＯ）、メンテナンス判断部１２によって、ガススプリング３に異常が有り、行うべきメンテナンスはガススプリング３の交換であると判断される（ステップＳ７）。そして、ガススプリング３の交換に関する通知が、通知部１３によって作業者に行われる（ステップＳ８）。
作業者は、通知に基づき、ガススプリング３を新しいものに速やかに交換する。 On the other hand, when the reduction rate ΔP / ΔD is larger than the threshold value C (NO in step S3), the maintenance determination unit 12 determines that the gas spring 3 has an abnormality and that the maintenance to be performed is the replacement of the gas spring 3. (Step S7). Then, the notification unit 13 notifies the operator regarding the replacement of the gas spring 3 (step S8).
The operator promptly replaces the gas spring 3 with a new one based on the notification.

前述したように、ガススプリング３のガス圧は、ロボット機構部４の稼働に伴って徐々に低下するため、ガススプリング３の通常のメンテナンスとして、ガスの定期的な充填が必要である。したがって、仮にガス圧の低下の事実または低下量が作業者に通知された場合、作業者は、まず、ガススプリング３内にガスを充填する。しかし、ガススプリング３のシール性能に異常が発生している場合、ロボット機構部４の再稼働後、ガスを充填したばかりであるにも関わらず、急激なガス漏れによってガス圧がすぐに低下する。そのときに、作業者は、ガススプリング３に異常があることに気付き、ガススプリング３を交換することになる。この場合、無駄な工数やメンテナンスが発生し、多関節ロボット２のメンテナンスによる生産ラインのダウンタイムを長引かせることになる。 As described above, since the gas pressure of the gas spring 3 gradually decreases with the operation of the robot mechanism unit 4, it is necessary to periodically fill the gas as a normal maintenance of the gas spring 3. Therefore, if the fact or amount of decrease in gas pressure is notified to the operator, the operator first fills the gas spring 3 with gas. However, when the sealing performance of the gas spring 3 is abnormal, the gas pressure drops immediately due to a sudden gas leak even though the robot mechanism unit 4 has just been filled with gas after the robot mechanism unit 4 is restarted. .. At that time, the operator notices that there is an abnormality in the gas spring 3, and replaces the gas spring 3. In this case, wasteful man-hours and maintenance are generated, and the downtime of the production line due to the maintenance of the articulated robot 2 is prolonged.

これに対し、本実施形態によれば、ガス圧の低下率ΔＰ／ΔＤに基づいて、ガス圧の低下が、通常のガス漏れに起因するものであるか、または、ガススプリング３のシール性能の異常に起因するものであるかが判断される。そして、ガス圧の低下の原因に応じた適切なメンテナンスが作業者に通知される。作業者は、通知に基づき、ガス圧の低下の仕方が正常であるか、または異常であるかを認識し、迷うことなく適切なメンテナンスをガススプリング３に行うことができる。 On the other hand, according to the present embodiment, the decrease in gas pressure is due to a normal gas leak or the sealing performance of the gas spring 3 is based on the decrease rate ΔP / ΔD of the gas pressure. It is determined whether it is caused by an abnormality. Then, the operator is notified of appropriate maintenance according to the cause of the decrease in gas pressure. Based on the notification, the operator can recognize whether the gas pressure is reduced normally or abnormally, and can perform appropriate maintenance on the gas spring 3 without hesitation.

また、ガススプリング３にシール性能の異常が発生している場合、ガス圧の低下率ΔＰ／ΔＤに基づいて、ガススプリング３の異常を早期に発見し、ガススプリング３の交換の必要性を作業者に早期に通知することができる。
また、ガススプリング３が正常である場合、多関節ロボット２を正常に稼働させることができる残り時間が作業者に通知される。作業者は、通知された残り時間に基づいて、計画的にガススプリング３のメンテナンスを行うことができる。 Further, when an abnormality in the sealing performance occurs in the gas spring 3, the abnormality in the gas spring 3 is detected at an early stage based on the decrease rate ΔP / ΔD of the gas pressure, and the necessity of replacing the gas spring 3 is worked. Can be notified early.
Further, when the gas spring 3 is normal, the operator is notified of the remaining time during which the articulated robot 2 can be operated normally. The operator can systematically perform maintenance of the gas spring 3 based on the notified remaining time.

ガス圧測定部１１によって測定されるガス圧は、シリンダ３ａの内部の温度に応じて変化する。したがって、メンテナンス判断部１２は、測定されたガス圧を所定の温度でのガス圧に換算し、所定の温度でのガス圧を使用して低下率ΔＰ／ΔＤを算出してもよい。
例えば、メンテナンス判断部１２は、ガススプリング３に設けられた温度センサからガススプリング３の周囲の温度Ｔを取得し、下式から、測定されたガス圧Ｐを２０℃でのガス圧Ｐ（２０）に換算する。
Ｐ（２０）＝Ｐ×（２７３．１５＋Ｔ）／（２７３．１５＋２０） The gas pressure measured by the gas pressure measuring unit 11 changes according to the temperature inside the cylinder 3a. Therefore, the maintenance determination unit 12 may convert the measured gas pressure into a gas pressure at a predetermined temperature and calculate the reduction rate ΔP / ΔD using the gas pressure at the predetermined temperature.
For example, the maintenance determination unit 12 acquires the temperature T around the gas spring 3 from the temperature sensor provided in the gas spring 3, and sets the measured gas pressure P from the following equation to the gas pressure P (20) at 20 ° C. ).
P (20) = P × (273.15 + T) / (273.15 + 20)

上記実施形態において、ガス圧測定部１１が、サーボモータ６の電流値からガス圧を間接的に測定することとしたが、これに代えて、他の手段を用いてガス圧を測定してもよい。例えば、ガス圧測定部１１が、シリンダ３ａの内部に配置された圧力センサを備え、圧力センサによってガス圧を直接測定してもよい。 In the above embodiment, the gas pressure measuring unit 11 indirectly measures the gas pressure from the current value of the servomotor 6, but instead of this, the gas pressure can be measured by using another means. Good. For example, the gas pressure measuring unit 11 may include a pressure sensor arranged inside the cylinder 3a, and the gas pressure may be directly measured by the pressure sensor.

上記実施形態において、メンテナンス管理装置１が、制御装置５に設けられていることとしたが、これに代えて、メンテナンス管理装置１は、制御装置５とは別体の装置であってもよい。例えば、メンテナンス管理装置１は、制御装置５と接続されたコンピュータであってもよい。 In the above embodiment, the maintenance management device 1 is provided in the control device 5, but instead of this, the maintenance management device 1 may be a device separate from the control device 5. For example, the maintenance management device 1 may be a computer connected to the control device 5.

あるいは、メンテナンス管理装置１の一部の機能が、複数の多関節ロボット２と接続された上位制御システムに設けられていてもよい。例えば、ガス圧測定部１１が、各多関節ロボット２に設けられ、メンテナンス判断部１２および通知部１３が、上位制御システムに設けられていてもよい。 Alternatively, some functions of the maintenance management device 1 may be provided in a higher-level control system connected to a plurality of articulated robots 2. For example, the gas pressure measuring unit 11 may be provided in each articulated robot 2, and the maintenance determination unit 12 and the notification unit 13 may be provided in the host control system.

上位制御システムは、複数の多関節ロボット２の各々からガス圧のデータを受信し、各多関節ロボット２のガススプリング３の異常の有無およびメンテナンスの判断を行う。
このように、複数の多関節ロボット２に設けられたガススプリング３のメンテナンスの情報を１つの上位制御システムによってまとめて管理することで、作業者は、例えば、複数のガススプリング３へのガスの充填を同時に行うなど、複数のガススプリング３のメンテナンスをより計画的に行うことができる。 The host control system receives gas pressure data from each of the plurality of articulated robots 2 and determines whether or not there is an abnormality in the gas spring 3 of each articulated robot 2 and maintenance.
In this way, by collectively managing the maintenance information of the gas springs 3 provided in the plurality of articulated robots 2 by one higher control system, the operator can, for example, supply the gas to the plurality of gas springs 3. Maintenance of the plurality of gas springs 3 can be performed more systematically, such as filling the gas springs 3 at the same time.

１ メンテナンス管理装置
２ 多関節ロボット
３ ガススプリング
４ ロボット機構部
４ｃ 下部アーム
５ 制御装置
６ サーボモータ
１０ ロボットシステム
１１ ガス圧測定部
１２ メンテナンス判断部
１３ 通知部 1 Maintenance management device 2 Articulated robot 3 Gas spring 4 Robot mechanism 4c Lower arm 5 Control device 6 Servo motor 10 Robot system 11 Gas pressure measurement unit 12 Maintenance judgment unit 13 Notification unit

Claims (6)

多関節ロボットのアームに設けられたガススプリングのメンテナンスを管理するメンテナンス管理装置であって、
前記ガススプリングの内部のガス圧を定期的に測定するガス圧測定部と、
単位時間当たりまたは単位稼働距離当たりの前記ガス圧の低下量に基づいて、前記ガススプリングの異常の有無を判断するメンテナンス判断部と、
該メンテナンス判断部による判断結果に基づく通知を作業者に行う通知部と、を備えるメンテナンス管理装置。 A maintenance management device that manages the maintenance of gas springs provided on the arms of articulated robots.
A gas pressure measuring unit that periodically measures the gas pressure inside the gas spring,
A maintenance judgment unit that determines the presence or absence of an abnormality in the gas spring based on the amount of decrease in the gas pressure per unit time or unit operating distance.
A maintenance management device including a notification unit that notifies an operator based on a determination result by the maintenance determination unit. 前記メンテナンス判断部が、前記異常の有無の判断結果に基づいて、前記ガススプリングに行うべきメンテナンスを判断する、請求項１に記載のメンテナンス管理装置。 The maintenance management device according to claim 1, wherein the maintenance determination unit determines maintenance to be performed on the gas spring based on the determination result of the presence or absence of the abnormality. 前記メンテナンス判断部は、前記ガス圧の低下量が所定の閾値よりも大きい場合、前記ガススプリングに異常が有ると判断すると共に前記ガススプリングに行うべきメンテナンスが前記ガススプリングの交換であると判断し、
前記通知部は、前記ガススプリングの交換に関する通知を行う、請求項２に記載のメンテナンス管理装置。 When the amount of decrease in the gas pressure is larger than a predetermined threshold value, the maintenance determination unit determines that the gas spring has an abnormality and that the maintenance to be performed on the gas spring is replacement of the gas spring. ,
The maintenance management device according to claim 2, wherein the notification unit gives a notification regarding replacement of the gas spring. 前記メンテナンス判断部は、前記ガス圧の低下量が所定の閾値以下である場合、前記ガススプリングに異常が無いと判断すると共に前記ガススプリングに行うべきメンテナンスがガスの充填であると判断し、前記ガス圧が所定の閾値まで低下するまでの残り時間を算出し、
前記通知部が、前記残り時間に関する通知を行う、請求項２に記載のメンテナンス管理装置。 When the amount of decrease in the gas pressure is equal to or less than a predetermined threshold value, the maintenance determination unit determines that there is no abnormality in the gas spring and determines that the maintenance to be performed on the gas spring is gas filling. Calculate the remaining time until the gas pressure drops to a predetermined threshold,
The maintenance management device according to claim 2, wherein the notification unit notifies the remaining time. 少なくとも１つのアームを有するロボット機構部と、前記アームに設けられたガススプリングと、前記ロボット機構部を制御する制御装置とを備え、前記ガススプリングが、前記アームを駆動するサーボモータの負荷を軽減するガスバランサとして作用する、多関節ロボットと、
前記ガススプリングのメンテナンスを管理する請求項１から請求項４のいずれかに記載のメンテナンス管理装置と、を備えるロボットシステム。 A robot mechanism unit having at least one arm, a gas spring provided on the arm, and a control device for controlling the robot mechanism unit are provided, and the gas spring reduces the load on the servomotor that drives the arm. An articulated robot that acts as a gas balancer
A robot system including the maintenance management device according to any one of claims 1 to 4, which manages maintenance of the gas spring. 多関節ロボットのアームに設けられたガススプリングのメンテナンスを管理するメンテナンス管理方法であって、
前記ガススプリングの内部のガス圧を定期的に測定し、
単位時間当たりまたは単位稼働距離当たりの前記ガス圧の低下量に基づいて、前記ガススプリングの異常の有無を判断し、
判断結果に基づく通知を作業者に行う、メンテナンス管理方法。 It is a maintenance management method that manages the maintenance of the gas spring provided on the arm of the articulated robot.
The gas pressure inside the gas spring is measured periodically,
Based on the amount of decrease in the gas pressure per unit time or unit operating distance, the presence or absence of an abnormality in the gas spring is determined.
A maintenance management method that notifies workers based on the judgment results.
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